вает постоянство амплитуды пилы развертки и, следовательно, постоянство размера изображения на экране электронно-лучевой трубки.

4.4.4. Строчная развертка и временная задержка

Работа строчной развертки и задержки, блок-схема которых приведена на рис. 4.8, основана на одном и том же принципе. Схе­ ма развертки и задержки содержит триггер ТГ, который управля­ ет ключом .К, зарядную емкость С, сравнивающее устройство и токостабилизирующее устройство, которое питается от преобразо­ вателя частоты оборотного датчика. Схемы обоих устройств оди-

Рмс. 4.8. Блок-схема строчной развертки и за­ держки

наковы и отличаются только величиной зарядной емкости С и способом управления. С приходом положительного импульса на вход триггера, собранного на транзисторах Т1 и Т2 (рис. 4.9), он устанавливается в состояние, при котором ключ, собранный на транзисторе ТЗ, закрывается. Емкость С5 получает возможность разряжаться через транзистор Т4, стабилизирующий ток разряда. Изменение скорости нарастания пилообразного напряжения (рис. 4.10, в) в зависимости от частоты вращения ротора происходит подобно тому, как это делается в рассмотренной выше схеме обо­ ротной развертки.

С конденсатора С5 линейно падающее напряжение поступает на схему сравнения, собранную на транзисторе Т5. Оно сравни­ вается с опорным напряжением (пунктирная линия на рис. 4.10, в). Сравнивающее устройство выполнено по принципу бло- кинг-генератора с коллекторно-базовой связью, что позволяет ему выполнять функцию компаратора и формирователя короткого им­ пульса.

масштаба изображения) устанавливается переключателем соот­ ветствующего значения емкости С5.

строчной развертки. Отличие состоит в том, что опорное напря­ жение можно регулировать вручную и входным сигналом схемы является импульс с блокинг-генератора.

_________ i

а)

Рис. 4.11. Диаграмма работы автоматическом за­ держки

Так как опорное напряжение сохраняется постоянным, то ве­ личина задержки тп, определяемая как время между запуском триггера и возникновением импульса блокинг-генератора, будет изменяться обратно пропорционально частоте вращения ротора (см. рис. 4.11, г).

Начальная величина задержки (см. рис. 4.11, г) (положение метки на строчке) устанавливается с помощью потенциометра R (см. рис. 4.8).

Питание схем строчной развертки и временной задержки от одного источника управляющего напряжения (преобразователя частоты в ток) позволяет с большой точностью сохранять положе­ ние метки на строчке при изменении частоты вращения ротора.

4.4.5. Преобразователь частоты вращения в напряжение (ток)

Преобразователь частоты вращения в напряжение является одним из главных узлов прибора ЭЛУРА-5. От точности и ста­ бильности его работы зависит точность работы строчной и оборот­ ной разверток и задержки. В связи с этим при разработке прибо­ ра выбору типа преобразователя было уделено большое внимание.

Наиболее подходящим для прибора ЭЛУРА-5 оказался преоб­ разователь, блок-схема которого показана на рис. 4.12. Он состо­ ит из ждущего мультивибратора, на выходе которого образуются импульсы с частотой входного сигнала и постоянной длительно­ стью ти, определяемой параметрами мультивибратора. Выходное напряжение с мультивибратора подается на вход линейного ос-

ждущего мультивибратора превращаются в такие же по длитель­ ности прямоугольные импульсы, но имеющие одинаковую и ста­ бильную амплитуду UQ. Сглаживающий фильтр производит осред­ нение импульсов.

Напряжение на выходе нормирующего устройства

/ в х

ние на выходе из фильтра t/DLlx пропорционально t/cp и равно

ин^ = к фи ^ к фи0хп/т = к фи0f - =

где Кф — коэффициент передачи фильтра. Следовательно, напря­ жение £/вых строго пропорционально частоте следования входных импульсов /вх, если /Сф, U0 и ти постоянны.

Принципиальная схема преобразователя приведена на рис. 4.13. Ждущий мультивибратор выполнен на транзисторах Т1 —ТЗ. В исходном состоянии транзистор ТЗ заперт, а транзисторы Т1 и Т2 насыщены током, проходящим через сопротивления R6 и R7. Напряжение между обкладками времязадающего конденсатора (точки А и Б) равно разности напряжения на находящихся в сос­ тоянии насыщения транзисторах Т1 и Т2 (UE—UA ~ 0 ) , посколь­ ку диод Д1 закрыт.

Рис. 4.13. Электрическая схема преобразователя частоты вращения в напряжение

Положительный запускающий импульс подается на базы тран­ зисторов Т1 и Т2 и запирает их. Отрицательное напряжение в точке Б стремится увеличиться, вследствие чего конденсатор С4 начнет заряжаться от источника питания с электродвижущей си­ лой Е по цепи, состоящей из эмиттер-базы транзистора ТЗ и времязадающего сопротивления R3. Ток заряда конденсатора, яв­ ляясь базовым током транзистора ТЗ, переводит его в состояние насыщения, при котором выходное напряжение ждущего мульти­ вибратора равно нулю. Поэтому схема остается в неустойчивом состоянии и после прекращения запускающего импульса. Когда напряжение в точке Б становится равным напряжению в точке Г (опорное напряжение), диод Д отпирается, напряжение в точке Б больше не увеличивается, зарядный ток конденсатора С4, явля­ ющийся базовым током для транзистора ТЗ, прекращается и тран­ зистор ТЗ закрывается. Запирание транзистора ТЗ вызывает уве­ личение отрицательного напряжения между его коллектором и эмиттером до первоначального значения, что приводит к отпира­

нию транзисторов Т1 и Т2. Конденсатор схемы С4 быстро разря­ жается через малое сопротивление транзисторов Т1 и Т2 до исходного напряжения i/c4 ~ 0 , что сокращает время восстановле­ ния мультивибратора. Это время не превышает 1% от длительно­ сти выходного импульса, что дает возможность получить макси­ мальное значение (Тц/7") = 0,9.

Нормирующее устройство выполнено на транзисторах Т4—T9. Во время рабочего импульса ждущего мультивибратора транзис­ торы Т5, Т7 и T9 запираются, а транзисторы Т4, Тб и Т8 открыва­ ются, подключая точки Ви В2 и В3 соответствующих фильтров к источнику питания. Во время паузы транзисторы Т4, Тб и Т8 зак­ рываются, а транзисторы Т5, Т7 и T9 открываются, подключая точки Ви В2 и В3 соответствующих фильтров к «земле». Следова­ тельно, напряжение на входе фильтров в точках Ви В2 и В3 имеет вид отрицательных прямоугольных импульсов с длительностью т» и амплитудой

Прибор ЭЛИА лампово-полупроводникового типа является дальнейшим развитием класса приборов типа ЭЛУРА.

Главной отличительной особенностью прибора ЭЛИА является наличие автоматической временной задержки. Вторым отличием этого прибора является то, что управляющее напряжение для ав­ томатических разверток и задержки вырабатывается пропорцио­ нальным частоте следования импульсов, а не их периоду, как это сделано в приборах ЭЛУРА-ЗМ и ЭЛУРА-4. Для формирования управляющего напряжения используются импульсы от специаль­ ного датчика, расположенного вблизи дополнительного диска, имеющего 60 зубьев. Эти же импульсы поступают в электронный тахометр, индикаторные лампочки которого выведены на нижние кромки обеих электронно-лучевых трубок, и можно наблюдать и фотографировать в процессе проведения эксперимента.

4.6. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА В ЭВМ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ДФМ

Наиболее простой и логичный путь преобразования времен­ ных интервалов в код для ввода в ЭВМ при измерениях дискрет­ но-фазовым методом состоит в том, что временные интервалы между импульсами от датчиков заполняются импульсами от гене­ ратора, имеющего стабильную и достаточно высокую частоту, и затем считаются счетчиком. Полученные таким образом значения кодов временных интервалов можно подать в ЭВМ либо непо­

средственно, либо с помощью промежуточного носителя, напри­ мер магнитной ленты. Аналогичным образом измеряется период вращения и затем программно вычисляются мгновенные переме­ щения по формулам, приведенным в гл. 2 .

При заполнении временных интервалов импульсами постоянной частоты длина кода, соответствующая одному и тому же линей­ ному размеру, оказывается разной при различных скоростях вра­ щения. Это неудобно, так как приводит к необходимости вводить переменный по скорости масштаб преобразования. Однако глав­ ное неудобство состоит в том, что частота заполнения, необходи­ мая для обеспечения точности при больших скоростях вращения, оказывается излишне большой при малых скоростях, требуя для запоминания кода слишком длинных машинных слов.

Например, для измерения перемещений до 10 мм с разрешаю­ щей способностью 0,05 мм при скорости ц=500 м/с необходимо использовать частоту заполнения 10 мГц и счетчик, имеющий во­ семь двоичных разрядов емкостью 256 единиц. При той же часто­ те заполнения и скорости 1 0 0 м/с счетчик должен иметь десять разрядов.

Переключать генератор заполняющих импульсов вручную при изменении скорости вращения неудобно. Более удобным является прием, примененный при создании прибора ЭМИР [49]. Здесь час­ тота следования импульсов одного из датчиков умножается на до­ статочно большое число, например на /л= 256 или 512. Затем по­ лученные импульсы частоты /г3= /л /сл используются как заполня­ ющие. В этом случае код временного интервала определяется только линейными размерами измеряемых перемещений и не за­ висит от частоты вращения. Для сокращения длины передаваемых в ЭВМ кодов так же, как в приборах типа ЭЛУРА, в ЭМИРе пре­ дусмотрена временная задержка.

Проблема создания автоматической задержки при использова­ нии в качестве заполняющей частоты / 3 = /я/сл решается срав­ нительно просто. Для этого на пути следования импульса датчи­ ка, сигнал которого надо задержать, поставлен счетчик импуль­ сов заполняющей частоты. Этот счетчик открывается импульсом датчика и после накопления р импульсов сам открывает счетчик преобразователя. Так как шагу лопаток соответствует т импуль­ сов заполняющей частоты, то начало преобразования окажется задержанным на время, соответствующее прохождению мимо датчика pjm части шага, т. е. вполне определенному линейному размеру. Величина р задается вручную. Применение умножителей частоты в сочетании с описанной задержкой позволяет значи­ тельно уменьшить разрядность кодов, подаваемых в ЭВМ, без уменьшения объема информации о вибрационном состоянии каж­ дой из лопаток колеса.

Функциональная схема прибора ЭМИР приведена на рис. 4.14, где показана его работа от трех датчиков — оборотного Д0, кор­ невого Дк и периферийного Дп. Импульсы этих датчиков так же,

как и в приборах типа ЭЛУРА, усиливаются и формируются в соответствующих усилителях-формирователях Ф. Усиленные и сформированные импульсы от корневого датчика Дк через регу­ лируемую задержку ЗР, а импульсы от периферийного датчика Дп непосредственно подаются на входы триггера управления ТГУ Сигнал триггера в течение времени между импульсами корневого и периферийного датчиков держит открытым один из входов венти­ ля В, через который поступают импульсы умножителя частоты

В ЭВМ

Рис. 4.14. Схема прибора ЭМИР — электронного матричного индикатора колебаний лопаток

УЧ. С выхода вентиля В импульсы высокой частоты поступают на счетчик СЧ, соединенный с входным регистром ЭВМ.

Прибор ЭМИР снабжен индикатором, позволяющим получать изображение на газоразрядной матрице, подобное изображению на экране приборов типа ЭЛУРА. Для этого выход счетчика сое­ динен с входом дешифратора ДШ.

В соответствии с кодом числа, записанного в счетчик Сч, на одном из выходов дешифратора ДШ появляется потенциал, кото­ рый подается на горизонтальную шину записи газоразрядного матричного индикатора И. Одновременно с этим импульсы кор­ невого датчика подаются на вход счетчика лопаток СЧЛ, соеди­ ненного с дешифратором счетчика лопаток ДШЛ. Напряжение с дешифратора ДШЛ подается на соответствующую вертикальную шину управления матричным индикатором. В месте пересечения шин управления начинается газовый разряд и появляется светя­ щаяся точка. Таким образом, как и на экране приборов типа ЭЛУРА, на каждой вертикальной строчке матричного индикатора при колебаниях лопаток наблюдаются светящиеся отрезки, состоя­ щие из светящихся точек. Их длины пропорциональны рЗзмаКУ колебаний соответствующих лопаток.